• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Närliggande stjärnbildande region ger ledtrådar till bildandet av vårt solsystem

    Flervågsobservationer av den stjärnbildande regionen Ophiuchus avslöjar interaktioner mellan moln av stjärnbildande gas och radionuklider som produceras i en närliggande samling unga stjärnor. Den översta bilden (a) visar fördelningen av aluminium-26 i rött, spåras av gammastrålning. Den centrala rutan representerar området som täcks i den nedre vänstra bilden (b), som visar fördelningen av protostjärnor i Ophiuchus-molnen som röda prickar. Området i rutan visas i den nedre högra bilden (c), en djup nära-infraröd färgkompositbild av L1688-molnet, som innehåller många välkända prestellära täta gaskärnor med skivor och protostjärnor. Kredit:Forbes et al., Natur astronomi 2021

    Ett område med aktiv stjärnbildning i stjärnbilden Ophiuchus ger astronomer nya insikter om de förhållanden under vilka vårt eget solsystem föddes. Särskilt, en ny studie av det stjärnbildande komplexet Ophiuchus visar hur vårt solsystem kan ha blivit berikat med kortlivade radioaktiva grundämnen.

    Bevis på denna anrikningsprocess har funnits sedan 1970-talet, när forskare som studerade vissa mineralinneslutningar i meteoriter drog slutsatsen att de var orörda rester av spädbarns solsystem och innehöll sönderfallsprodukter från kortlivade radionuklider. Dessa radioaktiva grundämnen kunde ha blåsts in i det begynnande solsystemet av en närliggande exploderande stjärna (en supernova) eller av de starka stjärnvindarna från en typ av massiv stjärna känd som en Wolf-Rayet-stjärna.

    Författarna till den nya studien, publicerad 16 augusti i Natur astronomi , använde flervågsobservationer av den stjärnbildande regionen Ophiuchus, inklusive spektakulära nya infraröda data, för att avslöja interaktioner mellan molnen av stjärnbildande gas och radionuklider som produceras i en närliggande samling unga stjärnor. Deras fynd tyder på att supernovor i stjärnhopen är den mest sannolika källan till kortlivade radionuklider i de stjärnbildande molnen.

    "Vårt solsystem bildades med största sannolikhet i ett gigantiskt molekylärt moln tillsammans med en ung stjärnhop, och en eller flera supernovahändelser från några massiva stjärnor i denna klunga förorenade gasen som förvandlades till solen och dess planetsystem, " sa medförfattaren Douglas N. C. Lin, professor emeritus i astronomi och astrofysik vid UC Santa Cruz. "Även om detta scenario har föreslagits tidigare, styrkan med detta dokument är att använda multivåglängdsobservationer och en sofistikerad statistisk analys för att härleda ett kvantitativt mått på modellens sannolikhet."

    Första författaren John Forbes vid Flatiron Institutes Center for Computational Astrophysics sa att data från rymdbaserade gammastrålningteleskop möjliggör detektering av gammastrålar som sänds ut av den kortlivade radionukliden aluminium-26. "Detta är utmanande observationer. Vi kan bara på ett övertygande sätt upptäcka det i två stjärnbildande regioner, och de bästa uppgifterna är från Ophiuchus-komplexet, " han sa.

    Ophiuchus molnkomplex innehåller många täta protostellära kärnor i olika stadier av stjärnbildning och utveckling av protoplanetära skivor, representerar de tidigaste stadierna i bildandet av ett planetsystem. Genom att kombinera bilddata i våglängder från millimeter till gammastrålar, forskarna kunde visualisera ett flöde av aluminium-26 från den närliggande stjärnhopen mot den stjärnbildande regionen Ophiuchus.

    "Anrikningsprocessen vi ser i Ophiuchus överensstämmer med vad som hände under bildandet av solsystemet för 5 miljarder år sedan, ", sa Forbes. "När vi såg detta fina exempel på hur processen kan hända, vi började försöka modellera den närliggande stjärnhopen som producerade de radionuklider vi ser idag i gammastrålar."

    Djup nära-infraröd färgkompositbild av L1688-molnet i Ophiuchus stjärnbildande komplex från VISIONS European Southern Observatory offentliga undersökning, där blå, grönt och rött är mappade till NIR-banden J (1,2 μm), H (1,6 μm) och KS (2,2 μm), respektive. Kredit:João Alves/ESO VISIONS

    Forbes utvecklade en modell som står för varje massiv stjärna som kunde ha funnits i denna region, inklusive dess massa, ålder, och sannolikheten att explodera som en supernova, och inkluderar de potentiella avkastningen av aluminium-26 från stjärnvindar och supernovor. Modellen gjorde det möjligt för honom att bestämma sannolikheterna för olika scenarier för produktionen av aluminium-26 som observerats idag.

    "Vi har nu tillräckligt med information för att säga att det finns en 59 procents chans att det beror på supernovor och en 68 procent chans att det kommer från flera källor och inte bara en supernova, " sa Forbes.

    Denna typ av statistisk analys tilldelar sannolikheter till scenarier som astronomer har diskuterat under de senaste 50 åren, Lin noterade. "Detta är den nya riktningen för astronomi, för att kvantifiera sannolikheten, " han sa.

    De nya rönen visar också att mängden kortlivade radionuklider som ingår i nybildade stjärnsystem kan variera kraftigt. "Många nya stjärnsystem kommer att födas med aluminium-26 överflöd i linje med vårt solsystem, men variationen är enorm – flera storleksordningar, ", sa Forbes. "Detta är viktigt för den tidiga utvecklingen av planetsystem, eftersom aluminium-26 är den främsta tidiga uppvärmningskällan. Mer aluminium-26 betyder förmodligen torrare planeter."

    Infraröd data, vilket gjorde det möjligt för teamet att titta genom dammiga moln in i hjärtat av det stjärnbildande komplexet, erhölls av medförfattaren João Alves vid universitetet i Wien som en del av European Southern Observatorys VISION-undersökning av närliggande stjärnkammare med hjälp av VISTA-teleskopet i Chile.

    "Det finns inget speciellt med Ophiuchus som en stjärnbildande region, " sa Alves. "Det är bara en typisk konfiguration av gas och unga massiva stjärnor, så våra resultat borde vara representativa för anrikningen av kortlivade radioaktiva element i stjärn- och planetbildning över Vintergatan."

    Teamet använde också data från European Space Agency (ESA) Herschel Space Observatory, ESA:s Planck-satellit, och NASA:s Compton Gamma Ray Observatory.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com